掺Ⅱ级粉煤灰对混凝土热学性能及强度影响的试验研究.pdf

文 章 编号 ： 1 0 0 7 0 4 6 X( 2 0 1 5 ) 0 2 一 O 0 卜 0 4 粉 煤灰 掺I I 级粉煤灰对混凝土热学性能及强度影响的试验研究 E x p e r i me n t a l S t u d y o f E f f e c t o f I I - G r a d e F l y A s h o n C o n c r e t e P e r f o r ma n c e 刘晓龙 2 。柯国炬 ，田波 ，侯子义 1 交通运输部公路科学研究所 ，北京 1 0 0 0 8 8 ；2 河北工业大学 土木工程学院，天滓 3 0 0 4 0 1 摘 要 ： 利 用 T o n i C AL 7 3 3 6型混凝 土水化 放热 温升仪 分别测量 了 C 3 0和 C6 0设计 强度 下 I I 级粉 煤灰 不 同掺量 混凝 土的热峰时间、热峰值、温峰时间和最大温升。结果表明，无论是 C3 0混凝土还是 C6 0混凝土，温峰 时间 均随粉煤灰掺量增加而呈延迟趋势 ，最大温升均随粉煤灰掺量增加而呈降低趋势，但是呈现不同特点，粉 煤灰对C3 0混凝土的温升降低效应要优于 C6 0 。粉煤灰掺量对混凝土的抗压强度，尤其是早期强度，有较 大影响。在粉煤灰掺量 C 6 0组。表明粉煤灰对 C 3 0 组的温升降 低效应要强于 C 6 0 组。 2 2 0 1 5 粉煤 灰 3 9 8 7 6 5 4 3 2 厘譬毒 _ 壤 9 8 7 6 5 4 3 2 I I 厘曹鹫瘴 1 0 2 0 3 0 4 O 5 0 粉煤灰掺量 图 I 1 粉煤灰掺量对C 3 0混凝土的 T R和 tp值 3 5 蔷 3 0 翟 2 5 薹 2 o 艟 f l 5 l o 矗 0 l 0 2 0 3 0 4 0 5 0 粉煤灰掺量， 图 l 2 粉煤灰掺量对C 6 0混凝土的 豫 和 tp值 2 4 机理分析 2 4 1 放热性能分析 无论是 C 3 0组还是 C 6 0 组，随着粉煤灰掺量的增加， 热峰时间和温峰时间均呈滞后的趋势。热峰值和最大温 升均呈降低的趋势，表明粉煤灰对混凝土的放热性能总 体上呈现延缓和降低的作用。研究表明，粉煤灰对水泥 和粉煤灰组成的胶凝体系的水化反应具有促进和延缓的 双重作用，但是总体上表现为延缓作用。 粉煤灰对胶凝体 系的延缓作用主要是两个原因：一是因物理作用，细小 的粉煤灰颗粒粘附在水泥颗粒表面，而粉煤灰的玻璃体 网状结构性能稳定，在水化初期反应缓慢 ；二是粉煤灰 延迟了钙矾石的分解，过多的钙矾石覆盖在水泥颗粒表 面，阻碍了其水化反应的进行。这两种因素都会导致水 泥的水化热降低，体现在混凝土上就是对其放热性能产 生延缓和降低的效果 2 。 粉煤灰对 C 3 0组的温升降低效应强于 C 6 0组，是由 于在水泥用量大和水灰比低的情况下，C 6 0组比 C 3 0有 更大的温升，而粉煤灰比水泥的温度敏感性更强，温度 升高时其水化进程明显加快【 3 】 。 2 4 2 强度分析 混凝土强度影响较大的是其 “ 微集料效应” 。其主要优点， 一 是粉煤灰中的玻璃微珠本身就具有很高的强度；二是 微集料效应明显增强了硬化浆体结构的强度；三是粉煤 灰微粒在水泥浆体中分散良好，就改善了浆体的均匀性， 很好地填充了硬化浆体中的孔隙。这就使得粉煤灰掺量 在 4 0 以内时，混凝土的强度，特别是中后期强度都与 基准混凝土相差不大；而当粉煤灰的掺量 4 0 时，粉 煤灰的火山灰效应对混凝土强度的影响起主要作用，而 火山灰反应缓慢，造成了混凝土早期强度和 2 8 d强度的 大幅度降低_ 4 j 。 3 结 论 ( 1 ) 无论是 C 3 0 组还是 C 6 0 组，粉煤灰的掺人均会降 低其热峰值和最大温升值，延迟其热峰时间和温峰时间； 但是呈现不同的特点： C 3 0混凝土在 O - 1 0 的掺量区间 内，热峰时间和温峰时间延迟幅度较小 ，在 1 0 2 0 的 掺量区间内热峰时间和温峰时间延迟幅度较大；粉煤灰 掺量为 5 0 时，热峰时间和温峰时间相对于粉煤灰掺量 为 4 0 时延后不明显。 C 6 0混凝土粉煤灰掺量为 0 2 0 范围内热峰值和最大温升降速较快；粉煤灰掺量为 5 0 时，热峰值和最大温升相对于粉煤灰掺量为 4 0 时改变 不明显。总的来说粉煤灰对 C 3 0混凝土的温升降低效应 要好于 C 6 0 混凝土。 ( 2 ) 粉煤灰的掺人均会降低其早期抗压强度。在掺量 较低 ( 4 0 ) 时，混凝土的后期强度降低较小。 ( 3 ) 粉煤灰通过粘附阻隔和延迟钙矾石分解对水泥混 凝土的放热性能产生延缓和降低的效果；同时因为自身 的温度敏感性导致不同配合比下对混凝土放热性能和作 用效果不一样。粉煤灰的 “ 微集料效应” 和 “ 火山灰效应” 是影响粉煤灰混凝土强度的根本原因。 参考文献 1 1马保国， 张风臣， 温小栋， 等 I I 级粉煤灰对混凝土早期抗裂性能影响 的实验研究 J 新型建筑材料， 2 0 0 7( 1 2 )： 1 - 4 【 2 王冲， 杨长辉， 钱觉时， 等 粉煤灰与矿渣的早期火山灰反应放热行 为及其机理 J 1 硅酸盐学报，2 0 1 2 ， 4 0( 7 )： 1 0 5 0 1 0 5 8 3 汪冬冬，李益进 ， 王成启 粉煤灰和矿渣粉的温度敏感性研究 J 粉 煤灰，2 0 0 8 ， 2 0( 3 )： 1 4 1 7 4 吴建华 高强高性能大掺量粉煤灰混凝土研究 D 重庆： 重庆大学， 20 0 4 作者简介：刘晓龙( 1 9 8 8 一) ， 男，硕士研究生。E ma i l ：l x l i k a k a 1 6 3 c o m 当粉煤灰的掺量不大，即在 4 0 以内时，粉煤灰对 收 稿日 期： 2 0 1 4 年9 月3 日 CoAL AsH 2 2 01 5 如 如 加 m 述斛曾 杖鹫蝉 醉肇世 嘿